[發明專利]一種圓竹分級方法

有效

• 申請號: 201710656794.0
• 申請日: 2017-08-03
• 公開（公告）號: CN107486410B
• 公開（公告）日: 2019-04-30
• 發明（設計）人: 劉煥榮;孫正軍;江澤慧;方長華;張秀標;楊曉夢;楊利梅;孫玉慧;刁倩倩
• 申請（專利權）人: 國際竹藤中心
• 主分類號: B07C5/14
• 分類號: B07C5/14;B07C5/34
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 王文君;王文紅

1.一種圓竹分級方法，其特征在于，包括：

測量多個圓竹試樣的胸徑和基本密度；

根據所述多個圓竹試樣的胸徑和基本密度，采用K-均值聚類分析算法，對圓竹進行徑級分級和密度分級；

所述徑級分級包括：

測量多個圓竹試樣的胸徑，將所述多個圓竹試樣的胸徑作為樣本進行初始化分組，指定類別數的初始聚類中心，將樣本分配給距離其最近的中心數值，樣本從而形成不相交的聚類，然后經過15-20次的迭代和聚類，對樣本進行重復的分組和確定中心，得到最終徑級的分級水平和等級結果；

所述采用K-均值聚類分析算法，對圓竹進行徑級分級具體包括：

從圓竹胸徑的數據集中任意選取k個賦給初始的聚類中心d₁，d₂，……，d_k；

式中：——代表圓竹胸徑的數據集，共有N個樣本數；D為胸徑，mm；D_n為第n個圓竹胸徑值；K為選擇的初始聚類中心的數量；d₁，d₂，……，d_k為聚類中心的胸徑的數值；

對胸徑數據集中的每個竹子的胸徑樣本點D_i，計算其與各個初始聚類中心d_j的歐式距離d_ij計算公式如下：

第i個樣本胸徑與初始的聚類中心點d_j的歐式距離為：

并獲取其類別的標號：label(i)＝arg_jmin‖D_i-d_j‖²，i＝1，2，……，N；j＝1，2，……，k；

式中：label(i)表示第i個胸徑Di的類別標號；

arg_jmin‖D_i-d_j‖²表示第i個胸徑Di到第j個聚類中心d_j的最小歐式距離值；

重新計算K個聚類中心：

d_j——第j個重新計算的聚類中心的胸徑值，

∑_{s:label(s)＝j}D_s表示分布對不同類別表示的胸徑D進行求和，s代表類別表示，Ds為s類別的胸徑值；

S表示類別標記；

N_j為第j類別表示的樣本數；

重復上述計算步驟15-20次，直到達到最大迭代次數；得出同一批次圓竹胸徑等級K，和等級水平范圍。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述徑級分級的等級類別和等級范圍分別為：

胸徑等級D₁，等級范圍6-9cm；胸徑等級D₂，等級范圍9-10.5cm；胸徑等級D₃，等級范圍10.5-11.5cm；胸徑等級D₄，等級范圍11.5-12.5cm；胸徑等級D₅，等級范圍12.5-14cm。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述密度分級包括：

制備圓竹基本密度試樣，測量所述基本密度試樣的體積和質量，計算所述基本密度試樣的基本密度；

根據所述基本密度試樣的基本密度，采用K-均值聚類分析算法進行聚類分析，得出基本密度分布等級。

4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述制備圓竹基本密度試樣包括:

截取距離砍伐處1.3米處整個竹節，截取竹節的節間部位竹筒胸徑相差小于0.02mm段，用來制備基本密度試樣，在平行段東、西、南、北四個方向點各截取3-4個10mm×10mm×tmm，t為竹壁厚值，在試樣制作過程中要保持試樣為飽水狀態。

5.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述測量基本密度試樣的體積和質量包括：

根據阿基米得定律測定竹塊的飽水時體積；

然后將試樣放在烘箱進行烘干，每隔2h測試試樣質量，直到前后2小時之間的質量相差小于0.002g，認為試樣為絕干，測量試樣質量，精確至0.001g，根據絕干質量和飽水時體積計算圓竹的基本密度。